As rochas da Lua podem produzir água graças ao vento solar

Marshall Space Flight Center / NASA

Quando o vento solar se dirige à superfície da Lua a 450 quilómetros por segundo, enriquece a sua superfície com ingredientes que podem produzir água.

Usando um programa de computador, cientistas da NASA simularam a química que ocorre quando o vento solar sopra sobre a superfície da Lua. À medida que o Sol enviava protões à Lua, descobriram que estas partículas interagem com os eletrões na superfície lunar, formando átomos de hidrogénio.

Esses átomos migram pela superfície e ligam-se aos abundantes átomos de oxigénio ligados à sílica e a outras moléculas transportadoras de oxigénio que formam o solo lunar. Juntos, o hidrogénio e o oxigénio formam a molécula de hidroxilo, um componente da água – ou H2O.

“Pensamos na água como um composto especial e mágico“, disse em comunicado William M. Farrell, físico de plasma do Goddard Space Flight Center da NASA, que ajudou a desenvolver a simulação. “Mas isto é surpreendente: todas as rochas têm potencial para produzir água, especialmente depois de ser irradiada pelo vento solar.”

Compreender quanta água, ou os seus componentes químicos, está disponível na Lua é fundamental para o objetivo da NASA de enviar humanos para se estabelecerem permanentemente lá, disse Orenthal James Tucker, físico que liderou o estudo.

“Estamos a tratar de aprender sobre a dinâmica do transporte de recursos valiosos como o hidrogénio ao redor da superfície lunar e em toda a sua exosfera para que possamos saber onde ir a recolher esses recursos”, referiu.

Várias naves espaciais utilizaram instrumentos infravermelhos para identificar a química da sua superfície, como a sonda Deep Impact da NASA, que teve inúmeros encontros com o sistema Terra-Lua a caminho do cometa 103P/Hartley 2; a sonda Cassini da NASA, que foi para a Lua a caminho de Saturno; e Chandrayaan-1 da Índia, que orbitou a Lua há uma década. Todas encontraram evidências de água ou os seus componentes.

Mas, como estes átomos e compostos são formados na Lua, permanece uma questão em aberto. É possível que os impactos dos meteoros desencadeiem as reações químicas necessárias, mas muitos cientistas acreditam que o vento solar é o principal motor. A simulação de Tucker, que acompanha o ciclo de vida dos átomos de hidrogénio na Lua, apoia a ideia do vento solar.

“De estudos anteriores, sabemos quanto hidrogénio vem do vento solar, também sabemos quanto existe na atmosfera muito fina da Lua e temos medições de hidroxila na superfície”, disse Tucker. “O que fizemos agora é descobrir como estes três inventários de hidrogénio estão fisicamente interligados”.

Mostrar como os átomos de hidrogénio na Lua se comportam ajudou a resolver por que as espaço-naves encontraram flutuações na quantidade de hidrogénio em diferentes regiões da Lua. A equipe concluiu que o hidrogénio acumula energia em regiões mais quentes, como o equador da Lua, uma vez que os átomos de hidrogénio depositados expelem rapidamente os gases da superfície para a exosfera.

Por outro lado, parece que se acumula mais hidrogénio na superfície mais fria perto dos pólos porque há menos radiação solar e as emissões de gases são reduzidas.

Em geral, a simulação de Tucker mostra que, à medida de que o vento solar passa pela superfície da Lua, quebra as ligações entre os átomos de silício, ferro e oxigénio que compõem a maior parte do solo da Lua.

À medida que os átomos de hidrogénio fluem através da superfície da Lua, ficam temporariamente presos ao oxigénio. Eles flutuam entre as moléculas de oxigénio antes de se espalharem para a atmosfera da Lua e, finalmente, para o espaço. “Todo o processo é como uma fábrica de produtos químicos“, disse Farrell.

Uma ramificação chave do resultado é que todos os corpos expostos de sílica no espaço tem o potencial de criar hidroxila e, portanto, tornar-se uma fábrica química de água.